基于Web的三維模型交互展示平臺發展研究

喻放

摘要：隨著HTML5和Webgl的推出，使得基于Web的三維模型交互展示成為可能，歐美國家的相關創業公司不斷涌現，但是公司找不到可行的商業化模式，生存比較艱難，規模發展也較為緩慢。“VR元年”2016年HTC、Oculus、SONY三大消費級頭顯的相繼發售，美國的微軟、谷歌和國內的騰訊等巨頭公司相繼推出自己的基于Web的三維模型交互展示平臺，期望作為自己虛擬現實設備的資源庫，甚至整合全球規模的3D模型打造成行業的社交生態圈。資金的投入使行業迎來了第一次的高速發展時期，但平臺用戶仍然只是局限于專業3D設計師。2020年，Apple公司在最新的iPad Pro和iPhone 12 Pro上配備LiDAR傳感器后，普通用戶終于可以通過3D Scanner APP掃描實物來快速制作三維模型。平臺迎來了第二次發展機遇，隨著普通用戶上傳三維模型并分享到個人社交媒體，平臺的用戶和模型數量都迎來了爆發性的增長。

關鍵詞：三維模型? 交互展示? 發展研究

隨著HTML5在2008年正式發布以及WebGL1.0的規范問世，在Web中交互瀏覽三維模型成為了可能。HTML5 順應現代網絡發展可以支持同時在PC端和手機端進行Web的瀏覽。WebGL是HTML5中提出的一種新的3D繪圖標準，可以為HTML5 Canvas提供硬件3D加速渲染，這樣Web開發人員就可以借助系統的顯卡作為支持，在瀏覽器里流暢地展示3D場景和模型。歐美基于Web的三維模型交互展示平臺的創新創業公司其中最知名的有Sketchfab、微軟公司的Remix 3D和谷歌公司的Poly。Sketchfab創辦于2012年，最初公司位于法國巴黎。法國的互聯網創業環境畢竟與美國還是存在著比較大的差距的，為了能夠進一步融資并進行擴張，公司成立后不得不搬到美國發展。公司最初創立的時候，僅僅只是針對專業的3D內容創作者，只有支持通過例如3DS Max、SolidWorks、AutoCAD等專業軟件制作的三維模型，而當時全世界從事三維建模相關的專業人士群體僅2000萬左右，所以公司的發展一直比較緩慢。直到2016年，隨著VR和AR硬件設備的成熟和普及，對于三維模型的商業化需求與日俱增，同年微軟公司的Remix 3D和谷歌公司的Poly等三維模型交互展示平臺也相繼推出。Sketchfab公司規模也獲得了快速的發展，因為具有先發優勢，2018年11月時，平臺用戶總量就已經超過了200萬，訪問量累計超過了10億次。經過幾年的競爭，微軟宣布在2020年1月關閉3D內容平臺Remix3D，同樣因為使用的用戶人數沒有達到預期，2021年6月谷歌也不得不關閉了3D內容平臺Poly。而在最新的采訪中，Sketchfab公司的CEO Alban Denoyel表示，Sketchfab發展情況良好，招聘的規模還在不斷擴大，最重要的是2020年9月開始公司終于實現了盈利。目前，Sketchfab公司主要有3D內容分享平臺和技術授權兩大業務。微軟和谷歌公司都轉而將自己的vr設備接口與Sketchfab結合，將Sketchfab的3D內容作為虛擬現實設備的資源庫。

國內的三維模型交互展示平臺出現也是始于2017年。主要原因還是 “VR元年”2016年，在這一年里HTC、Oculus、SONY三大頭顯的相繼發售，行業終于出現了大量消費級的產品。我國普通消費者終于也能用可以接受的價格享受到VR設備帶來的虛擬現實體驗。之后幾年內，騰訊公司推出了3D模型網站——騰訊磨坊，北京歐聯智科技有限公司也推出了“動動三維”等基于Web的三維模型交互展示平臺。不過由于受到三維模型的制作技術門檻限制，直到2021年，騰訊磨坊還是在內測階段，只能通過PC端進行上傳和三維模型的交互瀏覽，沒有提供手機端的App。動動三維雖然已經基本與sketchfab一樣，能夠讓用戶在PC端和手機端同時瀏覽，只是用戶數和模型數還很少，處于發展的探索階段。

從各個平臺提供的交互功能上進行對比分析，sketchfab平臺相對來說瀏覽時是比較穩定流暢的，但交互功能比較簡單，主要是允許用戶通過鼠標左鍵水平旋轉模型進行觀察，和通過鼠標中鍵滾動放大模型觀察這兩個功能，還有就是為了方便瀏覽用戶上傳的三維建筑模型的內部，可以通過按鈕切換為第一人稱視角進行環游的瀏覽觀察。國內的平臺則從功能上創新是比較多的，除了sketchfab平臺提供的旋轉和放大這些基礎交互操作，還增加了許多交互功能，例如允許用戶可以移動模型在視圖中的位置;可以垂直旋轉觀察模型;可以在Web界面中的空白處添加按鈕設置打開關閉背景音樂或是介紹性的語音旁白，可以隱藏或是顯示模型的一部分，可以切換模型材質的顏色，可以改變模型的透明度;可以在模型上設置觸發點給攝影機重新定位或是打開模型局部的動畫，可以通過組合鍵改變模型的燈光照射角度等等。

在2020年之前，三維模型基本都是要由專業設計師制作的，國內外基于Web的交互展示平臺也都是以此為3D藝術家們提供一個展示自己作品的窗口，同時由平臺提供最安全可靠的版權保障讓三維的游戲與影視制作使用模型素材更加輕松便捷。但普通人群確無法像拍照和視頻一樣自由獲得事物的三維模型，所以素材資源發展一直很緩慢，普通消費者缺乏參與并分享的能力。2020年，Apple公司在最新的iPad Pro和iPhone 12 Pro上配備LiDAR傳感器后，普通用戶終于可以通過3D Scanner APP掃描實物來快速獲取到三維模型。與之前其他專業人員使用的3D掃描方案相比，移動端LiDAR模組進行3D掃描和建模更快、門檻更低，經過多次練習之后非專業人士也可以如同拍照功能一樣輕松使用，這時就會有大量用戶需要使用展示三維模型的交互平臺來分享自己的三維模型作品。根據Sketchfab公司的后臺數據，平臺的模型數量果然迎來了爆發性的增長，2020年12月一天的3D模型上傳次數就約為100個，這相當于之前平臺一天上傳量的3倍。接下來，當市場找到3D控件的更多關鍵應用場景后，會吸引更多普通用戶來上傳分享自己創作的三維模型作品，將自己喜歡的作品嵌入到微博、論壇等頁面之中，與更多朋友交流會激發形成一個良性循環。